HXD1型交流传动电力机车辅助回路440V接地故障处理

邹越

摘 要：文章详细的介绍了HXD1型交流传动电力机车辅助回路的工作原理、电路组成，并对HXD1型交流传动电力机车辅助回路440V接地故障判断进行分析，尤其对交流机车的辅助回路分为了变频支路与定频支路进行了透彻的讲解，并提出了一些处理方法。

关键词：HXD1；辅助回路；接地

中图分类号：U269.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0128-02

Abstract： This paper introduces in detail the working principle and circuit composition of the auxiliary circuit of HXD1 AC drive electric locomotive， and analyzes the 440V earthing fault judgement of the auxiliary circuit of HXD1 AC drive electric locomotive. Especially， the auxiliary circuit of AC locomotive is divided into frequency conversion branch and fixed frequency branch， and some processing methods are put forward.

Keywords： HXD1； auxiliary circuit； grounding

引言

HXD1型神华号交流传动电力机车自投入运用以来，机车辅助回路440V接地故障时有发生。此类故障以动态故障居多，库内检查时故障很难复现，造成故障排查难度大、检修停时长。当机车辅助回路一点接地时，不影响机车正常运用，但如果不及时查找，机车出现两点接地时，会使机车的正常工作设备造成烧损的危害，严重影响机车的正常安全运用。为降低该类故障的处理难度、缩短检修停时，本文重点介绍了辅助回路的工作原理以及电路组成，对故障原因进行了分析，并提出了相应的故障排除方法和处理方案。

1 辅助回路介绍（440V）

1.1 概述

为保证机车正常功能发挥和提供舒适的司机室环境，机车配备了相应的辅助机组和辅助设施，构成了辅助电气系统。按每个辅助机组/辅助设施的使用要求，辅助电气系统（440V）分成下面两个负载组：

（1）3AC 440V 60Hz变频变压支路，负载包括4个牵引通风机组和1个冷却塔通风机组。

（2）3AC 440V 60Hz恒频恒压支路，负载有压缩机、水泵、油泵、空调、蓄电池充电机、440V/230V 变压器、司机室壁炉、卫生间等。

机车辅助电气系统由集成在牵引变流器内的辅助逆变器供电。两个辅助逆变器分别从牵引变流器的主电路中间直流环节取电，通过滤波电容器和滤波变压器滤波后向两个三相支路供电。除卫生间、微波炉、冰箱等生活设施机车只有一套外，两节车具有完全相同的辅助电气系统。

1.2 辅助电路原理

神华号机车辅助控制电路在正常状况下，两个辅助逆变器一个工作在变频变压模式，一个工作在恒频恒压模式。辅助逆变器供电采用冗余设计，即在两个辅助逆变器的输出接触器之后设置了一个故障转换用接触器，当一个辅助逆变器出现故障时，系统重新配置，故障辅助逆变器后面的输出接触器断开，故障转换用接触器闭合，另一个辅助逆变器将承担所有负载。此时所有辅助设备都以恒频恒压方式工作，负载投入不受限制。

1.3 库内供电

库内三相380V电源由机车两侧的库用插座引入，经过熔断器和输入接触器连接在恒频恒压支路上。为保证库内电源引入机车时相序正确，在每个输入接触器前设置了一个相序继电器，只有当输入的相序正确后输入接触器才能闭合，才能保证机车正常供电。

2 分析

由于輔助回路接地故障以动态形式出现较大，库内试验很难复现，且引发该故障的关联点也很多，任意一点接地都会造成机车辅助回路440V接地故障的出现。其中，=31-K11接触器、=31-T01辅助变压器、=31-C01滤波电容、=31-K01接触器、4个牵引通风机组和1个冷却塔通风机组中的三相电路中有任意一相接地都会造成机车辅助回路440V变频之路接地。而=31-K12接触器、=31-T02辅助变压器、=31-C02滤波电容、=31-K02接触器、变压器油泵、主逆水泵、辅变柜风机，主逆柜风机、司机室壁炉、卫生间加热、压缩机、空调、蓄电池充电机、440V/230V变压器中的三相电路中有任意一相接地都会造成机车辅助回路440V定频之路接地。

因此，处理此类故障时，我们可以结合机车440V定频支路接地继电器、440V变频支路接地继电器、220V支路接地继电器，确定是辅助回路定频接地还是变频接地，尽量缩小故障范围，重点排查。通过断开各个辅机以及取暖装置的脱扣来锁定接地设备，分析及排查方法见下表1所示：

如果上诉方法还是不能排除接地的设备以及接地点时，可以通过互倒辅助变压器=31-T01、=31-T02和滤波电容=31-C01、=31-C02来判断是哪一个设备接地。例如，假设机车是变频之路接地，那么将辅助变压器=31-T01（变频之路）、=31-T02（定频之路）互倒后，如果机车的故障改变为了定频之路接地，那么就可以确定辅助变压器=31-T01接地。滤波电容接地的排查方法同辅助变压器接地排查方法相同。

3 解决思路

当机车辅助电路接地故障发生时，从大体上来分析有两种思路：一种是单一并且配有隔离保护装置的设备可以通过断开设备的自动开关故障消除，如若能隔离则可以锁定相关接地设备以及线路，这种处理方案比较简单明了；另一种电路环路中同时串、并联多种设备的电路，变频支路里的=31-K11接触器、=31-T01辅助变压器、=31-C01滤波电容、=31-K01接触器，以及定频支路里的=31-K12接触器、=31-T02辅助变压器、=31-C02滤波电容、=31-K02接触器，如上诉设备以及相关线路接地那么处理方案就会繁琐一点。下面就上速两种情况的接地故障的处理建议进行简单的介绍：

3.1 独立分段电路

若是独立分段电路可以通过断开自动开关确定了某个设备或相应线路接地，对故障设备进行更换或排查相应线路来处理达到排查、处理故障的目的。

3.2 串、并联兼有的复合电路

若是串、并联兼有的复合电路发生故障，此时故障点以及故障设备无法分离造成故障难以确定，那么就可以通过将定频支路与变频支路中相同设备进行互倒，从而确定故障设备或路线，实现分离、缩小的方法排查处理故障。

为了保证机车正常运行，部分设备无法进行切除排查，如油/水冷却塔风机、水泵、油泵等，不能切除，即无法断开自动开关维持运行，但如果运行中又遇油/水冷却塔风机、水泵、油泵等设备存在活接地，此时故障就不能通过断开自动开关来进行排查确认故障设备，此时最佳处理方法为待机车入库后将油/水冷却塔风机等怀疑设备及相应线路接到定频支路里，如果故障从变频接地转移到定频接地，就可以确定故障设备，从而实现快速、高效、精确排除机车故障。

4 案例分析

2015年9月，HXD1-7001机车运行到神池南站，司机多次提票机车A节440V变频支路接地。

机车入库后静态检查与高压试验未见异常，机车正常。分析机车故障记录机车运行中频繁短时出现440V变频支路接地，因机车库内试验正常，故障无法再现，之后安排检修人员添乘运行当中观察以及排查故障。

因该故障为变频支路动态接地，运行中现采用切除自动脱扣来排除故障点，如表1所示，依次断开A节各牵引通风机组。通过此方法排查后机车故障依然存在，即说明故障点不在牵引通风机设备以及其相关线路中。随后将变频支路与定频支路的辅助变压器=31-T01、=31-T02互倒，再将冷却塔风机的相关电路接到定频支路里继续运行，此时机车运行状态仍然出现440V变频支路接地，再次排除辅助变压器=31-T01与冷却塔风机接地的故障可能。最终将變频支路与定频支路的滤波电容=31-C01、=31-C02互倒继续运行，此时机车运行记录显示440V定频支路接地，锁定故障环节，确定为变频支路中的滤波电容=31-C01设备动态接地，更换电容后故障消除。

5 结束语

通过对HXD1型神华号交流传动电力机车辅助回路440V接地故障、故障处理和故障排查的方法进行了深入的分析，并提出了常见故障处理及排查方法。为准确、快速的处理相关故障提供了明确的思路，大大提高了工作效率，具有广泛的指导意义。同时还可以利用机车自身条件，不盲目更换配件，减少作业量的基础上有效的处理动态接地故障。

参考文献：

[1]张曙光.HXD1型电力机车[M].中国铁道出版社，2009（01）：30-35.

[2]贺琳，颜罡，攀运新.神华八轴大功率交流传动机车电气原理图[Z].南车株洲电力机车有限公司，2013（01）：28.

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